Transformadores en Resina

1992 - 2015

Transformadores tipo seco en resina


• Se especifican bajo Norma IEC 60076-11, aunque también existe la ANSI

C57.12.01

• La norma IEC los define hasta 36 kV, con al menos 1 arrollamiento >1,1

kV y aplicable a todo tipo de construcciones.

• El aislante dieléctrico de las bobinas de AT lo constituye una resina

epóxica, en la que están “enterradas” sus bobinas.

• Tanto las bobinas de AT como las de BT se confeccionan en aluminio

electrolítico.

• La resina epóxica y los otros materiales aislantes, se definen como clase

térmica F (elev. media conductores de 100°K, max. 155°C)


Qué es la resina epóxica?

Existen múltiples tipos de resinas sintéticas. Para el caso que nos interesa(transformadores), es un polímero termofraguable (moldeable al calor) que setorna duro y no fusible bajo la adición de elementos acelerantes. En este caso,se mezcla con cuarzo y trihidrato de aluminio para completar el compuestofinal. El producto logrado es un compuesto inerte, altamente dieléctrico, clasetérmica F (temperatura de trabajo de 155 °C).


Como se identifican:

Ejemplos:

AN : Air Natural

AN/AF : Air Natural/ Air Forced


CLASES TERMICAS DE LOS MATERIALES Y ARROLLAMIENTOS

Clase térmica, °C

(IEC 60085)

Límite de calent. medio de los

devanados con Inom., K

105 (A) 60

120 (E) 75

130 (B) 80

155 (F) 100

180 (H) 125

200 135

220 150

Transformadores tipo seco en resina(comparativo)

Característica En aceite En siliconaEn aceite

orgánico

Seco

encapsulado

Inflamabilidad SI NO NO NO

Autoextinción en caso de arco

electrico NO SI SI SI

Sistema antiincendio, foso

colector y muro cortafuegoSI NO NO NO

Material aislante higroscópico NO NO NO NO

Contaminación ambiental SI SI Muy bajo NO

Proced. especial de puesta en

servicioNO NO NO NO

Mantenimiento periódico SI SI SI NO

Característica En aceite En siliconaEn aceite

orgánico

Seco

encapsulado

Riesgo de contam. ambiental por

pérdida de líquido aislanteSI SI Muy bajo NO

Disminución de las caract. elect.

por efectos del medio amb.SI SI SI NO

Reducción de costo de

implantación y gestiónNO NO NO SI

Confiabilidad en ausencia de

mantenimiento escasa mano de

obra especializada

NO NO NO SI

Transformadores tipo seco en resina(comparativo)



Para las tensiones típicas existentes en nuestros sistemas dedistribución se establecen los siguientes valores:

NIVELES DE AISLAMIENTO (BIL) DE LA NORMA IEC 60076-11

BIL (kV cresta)

Vmax. eficaz

(kV)

Tension aplicada (eficaz,

kV)Estandar Especial

≤ 1.1 3 -- --

3.6 10 20 40

7.2 20 40 60

12 28 60 75

17.5 38 75 95

24 50 95 125

36 70 145 170


Consideraciones especiales:

1.- Corrección de potencia (temp.) por altura:

Cuando el montaje excede los 1000 msnm, la elev. nominal de temp.debe castigarse en 2.5% por cada 500 mt que se exceda de 1000 m.para transf. con ventilación natural y 5% para unidades tipo AF.

Ejemplo: supongamos un trf. a ser instalado a 2800 msnm. Entonces elfactor de corrección por altura F.ca es

1-��

��

�,�

��= 0,91



Es decir, la elevación nominal de temperatura estándar de 100 K,deberá corregirse para que a nivel de mar (1000 m) sea de 100 x 0,91 =91 K y por lo tanto, 100 K a 2800 m

2.- Corrección de dieléctrico por altura:

Cuando el montaje excede los 1000 msnm, la prueba de tensiónaplicada debe incrementarse en 1% por cada 100 mt que se exceda de1000 mt. Esta regla rige hasta los 3000 msnm. Sobre eso, debe llegarsea un acuerdo fabricante- comprador.



Ejemplo: supongamos un transformador clase 24 kV a ser instalado a2800 msnm. Entonces el factor de corrección por altura es

1-��

��

�

��= 0,82

Es decir, la tensión de prueba estándar de 50 kV correspondiente a esatensión, deberá corregirse para que a nivel de mar (1000 m) seaprobado con

50/0,82 = 61 kV.



3.- Corrección de potencia (temp.) por ambientes calurosos:

Temp. aceptadas por la norma IEC:

40°C nunca excedidos.

30°C media mensual del mes mas caliente

20°C media anual.

Cuando el montaje se realizará en un lugar donde cualquiera de losvalores anteriores es excedido, el calentamiento debe reducirse en la

misma cantidad que ese exceso.


Otras clasificaciones:

1.- Por condiciones del clima:

Clase C1:Funcionamiento a temp. ambiente no inferior -5°C, peropuede estar expuesto durante el trasporte y almacenamiento a temps.de -25°C.

Clase C2:Funcionamiento, trasporte y almacenamiento a temp.ambiente de hasta -25°C.

2.- Por tipo de ambiente:

Clase E0: No hay condensación en el transformador y la contaminaciónes inapreciable (instalación seca y limpia).

Clase E1: Condensación ocasional en el transformador (por ejemplo,cuando se desenergiza la unidad). Es posible una contaminación eslimitada.


Otras clasificaciones:

Clase E2: Condensación frecuente o contaminación elevada o unacombinación de ambas.

Nota: Aplicables al funcionamiento y almacenamiento previo

energización.

3.- Por comportamiento frente al fuego:

Clase F0: No hay riesgo especial de fuego a considerar (sin medidasespeciales en el diseño).

Clase F1: Sometidos a riesgo de fuego. Se requieren restricciones deinflamabilidad. Deben minimizarse la emisión desustancias tóxicas yhumos opacos.


Ensayos individuales de laboratorio:

• Medición de resistencia de arrollamientos.

• Relación de transformación y verificación grupo vectorial.

• Medición de impedancia y pérdidas en carga.

• Medición de pérdidas del núcleo y corriente de excitación.

• Ensayo de tensión aplicada a frecuencia industrial.

• Ensayo de tensión inducida.

• Medición de descargas parciales.


Ensayos de tipo en laboratorio:

• Ensayo con impulso tipo rayo.

• Calentamiento (elev. de temperatura).

Ensayos especiales en laboratorio:

• Nivel de ruido.

• Aptitud para soportar corto circuitos.

• Ensayo ambiental (E1, E2).

• Ensayo climático (C1, C2).

• Ensayo de comportamiento frente al fuego (F1)


Envolventes según grado de protección (IEC 60529):

Estándares:

• IP 00: sin envolvente exterior

• IP 31: contra objetos ≥ 2.5 mm y gotas de agua verticales.

Especiales (bajo pedido expreso):

• IP 23: contra objetos ≥ 12.5 mm y agua en forma de lluvia.


Accesorios estándares incluidos:

• 4 ruedas bidireccionales

• 2 terminales de tierra

• 1 placa de identificación

• 2 o 4 argollas de levante (de acuerdo a la potencia)

• 4 conexiones para arrastrarlo

• Placa de bornes para derivaciones en lado AT

• Monitor electrónico para temperatura en fases de BT. con señal através de RTD’s.


Clasificaciones transformadores en resina COMTRAFO para diseñosestándares:

• Norma de fabricación IEC 60076-11

• Clase térmica F (100 K).

• Clase climática C2.

• Clase ambiental E2.

• Comportamiento frente al fuego según clasificación F1.

Nota: Certificaciones C2, E2 y F1 efectuadas por CESI SpA, Milan, Italia.


Mantenimiento básico recomendado:

El mantenimiento debe efectuarse con el transformador desconectadode las líneas AT/BT y puesto a tierra en forma muy visible.

En condiciones normales, es conveniente revisar una vez por año lassiguientes tareas:

• Control del apretado de los tornillos de las conexiones depotencia y señal.

• Control del apretado de los tornillos del tablero de bornescambio de tensión y/o conmutación.


• Control del apretado de los tornillos de prensado debobinas.

• Control del apretado de los tornillos de toma a tierra.

• Limpieza general con aire comprimido seco o nitrógeno,con especial atención en los canales de enfriamiento y enlos bloques de soporte de bobinas.

• Verificar funcionalidad de accesorios.

Bajo condiciones de mucha humedad, contaminación o de sobrecargas,aumentar la frecuencia de las operaciones descritas.

<<Gracias por su atención>>

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